(57)【要約】【課題】  モータの負荷変動、電源電圧変動、温度変化、振動等の外乱に対して、安定したモータ駆動を実現する可逆ステッピングモータを提供する。【解決手段】  径方向にＳ極とＮ極が着磁されたロータ２と、該ロータ２を介して略対向に設けられる第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４と、該第１及び第２ステータ磁極部の間にあってロータ２に向き合って設けられる第３ステータ磁極部５と、前記第１ステータ磁極部３と前記第３ステータ磁極部５に磁気的に結合するコイル６と、前記第２ステータ磁極部４と前記第３ステータ磁極部５に磁気的に結合するコイル７と、該二つのコイルを駆動する駆動パルスを出力する駆動手段とを有し、前記コイル６又はコイル７の一方を駆動中、前記コイル６又はコイル７の他方を前記ロータ２の回転角度に応じて発生する誘起電圧を検出する為の検出コイルとして用いる構成とした。【選択図】      図１
2006101618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に少なくとも２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して略対向に設けられる第１及び第２のステータ磁極部と、該第１及び第２のステータ磁極部の間にあって前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、該第１のコイルと第２のコイルを駆動する駆動パルスを出力する駆動手段とを有し、該駆動手段が前記第１のコイル又は第２のコイルの一方を駆動中、前記第１のコイル又は第２のコイルの他方を前記ロータの回転に応じて発生する誘起電圧を検出する為の検出コイルとして用いることを特徴とする可逆ステッピングモータ。
【請求項２】
前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する駆動パルスは、第１駆動パルス、又は第１駆動パルスと第２駆動パルス、又は第１駆動パルスと第２駆動パルスと第３駆動パルス、及び、前記各駆動パルスの駆動電流を反転した反転駆動パルスによって成ることを特徴とする請求項１記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する駆動パルスの電流方向を、駆動コイルと磁気的に結合される前記略対向して設けられる第１又は第２のステータ磁極部の一方と前記第３のステータ磁極部が前記ロータを引き離す方向に励磁されるように制御することを特徴とする請求項１記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記検出コイルとして用いられる第１のコイル又は第２のコイルの少なくとも一方のコイル端子を高抵抗状態とし、該高抵抗状態とされる端子に前記誘起電圧を検出する電圧検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項５】
前記高抵抗状態とされる端子の他方のコイル端子に所定電圧を印加したことを特徴とする請求項４記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項６】
前記第１のコイル又は第２のコイルの他方の端子に印加される所定電圧は、電源電圧の略１／２であることを特徴とする請求項５記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記検出コイルによって発生する誘起電圧が所定の電圧に達したことを前記電圧検出手段が検出したならば、前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する前記第１駆動パルスを停止して第１駆動パルス幅を動的制御すると共に、該第１駆動パルスの出力終了後、直ちに前記第２駆動パルス、又は前記第２駆動パルスと前記第３駆動パルスを連続して出力することを特徴とする請求項１乃至６何れかに記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項８】
前記誘起電圧を検出する電圧検出手段は、前記所定の電圧に対して電圧ヒステリシス手段、又は時間ヒステリシス手段を有することを特徴とする請求項７記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項９】
前記駆動手段は、駆動パルスの駆動周期を固定駆動周期とし、前記第１駆動パルスのパルス幅を、駆動パルスの前記駆動周期で決まる最大パルス幅まで確保することを特徴とする請求項７記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項１０】
前記駆動手段は、駆動パルスの駆動周期を可変駆動周期とし、前記第１駆動パルスのパルス幅を動的制御することによって生じる該第１駆動パルス幅の変化に応じて前記駆動パルスの駆動周期を可変することを特徴とする請求項７記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項１１】
前記駆動手段は、検出コイルとされる前記第１のコイル又は第２のコイルの誘起電圧検出期間に前記電圧検出手段からの検出信号をマスクする所定のマスク期間を設けることを特徴とする請求項７記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項１２】
前記駆動手段は、前記マスク期間中に於いて、前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する前記第１駆動パルスをチョッパ駆動とすることを特徴とする請求項１１記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項１３】
前記駆動手段は、前記マスク期間以外に於いて、前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する前記第１駆動パルスをフル駆動パルスとすることを特徴とする請
求項１１記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項１４】
前記第２駆動パルスと前記第３駆動パルスは、前記第１駆動パルスより駆動エネルギーが小さいことを特徴とする請求項７記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項１５】
前記駆動手段は、前記第２駆動パルスと前記第３駆動パルスをチョッパ駆動することにより駆動エネルギーを小さくすることを特徴とする請求項１４記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項１６】
前記駆動手段及び前記電圧検出手段は、モータの高速正転駆動、及び高速逆転駆動に於いても同様な機能と動作を有することを特徴とする請求項１乃至１５何れかに記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項１７】
前記第１、第２、及び第３のステータ磁極部の前記ロータを囲む結合部を分離して磁気飽和部を形成すると共に、該磁気飽和部を互いに固定するために非磁性材よりなる支持板と前記第１、第２、及び第３のステータ磁極部とを固着手段により機械的に固着したことを特徴とする請求項１乃至１６何れかに記載の可逆ステッピングモータ。
【請求項１８】
前記固着手段は溶接であることを特徴とする請求項１７記載の可逆ステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正転及び逆転が可能な可逆ステッピングモータに関し、特に検出コイルを備えて駆動パルスを動的制御する可逆ステッピングモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、正転及び逆転が可能な可逆ステッピングモータは、デジタル機器等の出力装置として様々な用途があるが、特に近年の電子時計の指針駆動装置として多く採用されている。そのひとつに、径方向に２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して対向に設けられた一対の主磁極と、該主磁極に対して略直角に設けられた副磁極と、主磁極の一つと副磁極に磁気的に結合する第１のコイルと、主磁極の他の一つと副磁極に磁気的に結合する第２のコイルから成る両回転ステップモータが提案されている（例えば特許文献１参照）。以下、図面に基づいて特許文献１より従来の両回転ステップモータを説明する。
【０００３】
図１１（ａ）は従来の両回転ステップモータの構造を示す模式図である。１０１はロータであり、径方向に２極着磁された円筒形磁石である。１０２と１０３は対向に設けられた一対の主磁極であり、１０４は前記主磁極に対して略直角に設けられた副磁極である。該副磁極のロータ対向角αは主磁極１０２、１０３のロータ対向角より小さい。１０５と１０６は二つのコイルであり、コイル１０５は主磁極１０３と副磁極１０４に磁気的に接続され、コイル１０６は主磁極１０２と副磁極１０４に磁気的に接続されている。二つのコイル１０５、１０６の巻線端子１０７、１０８、１０９、１１０は、全て後述する駆動回路に接続される。
【０００４】
図１１（ｂ）は従来の駆動回路の一例である。１２０は電子回路であり、駆動パルスＰ１０１、Ｐ１０２、Ｐ１０３、Ｐ１０４を出力する。インバータ１２１、１２２は駆動パルスＰ１０１、Ｐ１０４をそれぞれ電力に変換してコイル１０５、１０６のそれぞれの巻線端子１０８、１０９に供給する。インバータ１２３はＰチャンネルトランジスタ１２３ａ（以下Ｐ−Ｔｒと略記）とＮチャンネルトランジスタ１２３ｂ（以下Ｎ−Ｔｒと略記）によって構成され、各ゲートは分離されており、それぞれ駆動パルスＰ１０２、Ｐ１０３が入力される。該インバータ１２３の出力はコイル１０５、１０６の巻線端子１０７、１１０に接続される。
【０００５】
次に図１２に基づいて、コイル１０５、１０６のそれぞれの巻線端子１０７〜１１０に供給される駆動パルスＰ１０５、Ｐ１０６と、該駆動パルスＰ１０５、Ｐ１０６によって駆動される両回転ステップモータの回転動作を説明する。図１２に於いて、タイミングａはコイル１０５にだけプラス方向の駆動パルスＰ１０５が供給されるタイミングである。該タイミングａでは図示するようにステップモータの主磁極１０３はＮ極、主磁極１０２と副磁極１０４はＳ極に励磁され、ロータ１０１は右方向に回転を始める。次にタイミングｂは、コイル１０５とコイル１０６の両方にプラス方向の駆動パルスＰ１０５、Ｐ１０６が供給されるタイミングである。該タイミングｂでは図示するようにステップモータの主磁極１０３はＮ極、主磁極１０２はＳ極に励磁され、副磁極１０４は励磁が打ち消されて強い磁極は現れないので、ロータ１０１は更に右方向に回転を続け１ステップ（１８０度）の回転を終了する。次に、この状態から更に１ステップ右回転させるには、タイミングｃ及びタイミングｄで示すように駆動パルスＰ１０５、Ｐ１０６の極性を反転してコイル１０５、１０６に供給すれば良い。
【０００６】
次にタイミングｅはコイル１０６にだけプラス方向の駆動パルスＰ１０６が供給されるタイミングである。該タイミングｅでは図示するようにステップモータの主磁極１０３
と副磁極１０４はＮ極、主磁極１０２はＳ極に励磁され、ロータ１０１は左方向に回転を始める。次にタイミングｆは、コイル１０５とコイル１０６の両方にプラス方向の駆動パルスＰ１０５、Ｐ１０６が供給されるタイミングである。該タイミングｆでは図示するようにステップモータの主磁極１０３はＮ極、主磁極１０２はＳ極に励磁され、副磁極１０４は励磁が打ち消されて強い磁極は現れないので、ロータ１０１は更に左方向に回転を続け１ステップ（１８０度）の回転を終了する。次に、この状態から更に１ステップ左回転させるには、タイミングｇ及びタイミングｈで示すように駆動パルスＰ１０５、Ｐ１０６の極性を反転してコイル１０５、１０６に供給すれば良い。
【０００７】
以上のように特許文献１の従来技術によるならば、アナログ式電子腕時計を代表とする小型携帯機器に適した超小型の両回転ステップモータを容易に実現出来る。また、二つのコイルに供給する駆動パルスの波形によって両回転制御が可能なので、駆動回路が簡単でコスト的にも有利な両回転ステップモータを実現出来る。
【０００８】
【特許文献１】特公平２−１６６７９号公報（第１頁−第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の提案は、コイルへ供給する駆動パルスが固定パルス方式であるために、モータの負荷変動、電源電圧変動、温度変化、振動等の外乱に対して駆動パルスを調整する機能がないので、例えば、モータの負荷が重くなった場合、駆動トルクが足らずモータ駆動を失敗する等、モータ駆動の信頼性に課題がある。また、モータが軽負荷で動いている場合では、固定パルス方式であるために必要以上のトルクを供給し、駆動効率が悪く低消費電力化が困難という課題もある。また、電子時計に於いては指針を早送りする等の高速駆動が要求されるが、モータ駆動の信頼性に問題があるので、素早い高速駆動を実現することが難しいという課題もある。
【００１０】
本発明の目的は上記課題を解決し、モータの負荷変動、電源電圧変動、温度変化、振動等の外乱に対して、安定したモータ駆動を実現し信頼性が高く高速駆動にも対応出来る可逆ステッピングモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の可逆ステッピングモータは、下記記載の構成を採用する。
【００１２】
本発明の可逆ステッピングモータは、径方向に少なくとも２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して略対向に設けられる第１及び第２のステータ磁極部と、該第１及び第２のステータ磁極部の間にあって前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、該第１のコイルと第２のコイルを駆動する駆動パルスを出力する駆動手段とを有し、該駆動手段が前記第１のコイル又は第２のコイルの一方を駆動中、前記第１のコイル又は第２のコイルの他方を前記ロータの回転に応じて発生する誘起電圧を検出する為の検出コイルとして用いることを特徴とする。
【００１３】
本発明の可逆ステッピングモータにより、第１のコイル又は第２のコイルの一方を駆動中、前記第１のコイル又は第２のコイルの他方を誘起電圧を検出する為の検出コイルとして用いるので、モータの負荷変動、電源電圧変動、温度変化、振動等の外乱に対してロ
ータの回転角度を把握し、安定したモータ駆動を実現出来る。
【００１４】
また、前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する駆動パルスは、第１駆動パルス、又は第１駆動パルスと第２駆動パルス、又は第１駆動パルスと第２駆動パルスと第３駆動パルス、及び、前記各駆動パルスの駆動電流を反転した反転駆動パルスによって成ることを特徴とする。
【００１５】
これにより、第１のコイル又は第２のコイルを駆動する駆動パルスは、第１駆動パルス、又は第１駆動パルスと第２駆動パルス、又は第１駆動パルスと第２駆動パルスと第３駆動パルスによって成るので、駆動パルスをモータ仕様やモータの駆動環境に応じて最適化出来、信頼性の高いモータ駆動を実現出来る。
【００１６】
また、前記駆動手段は、前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する駆動パルスの電流方向を、駆動コイルと磁気的に結合される前記略対向して設けられる第１又は第２のステータ磁極部の一方と前記第３のステータ磁極部が前記ロータを引き離す方向に励磁されるように制御することを特徴とする。
【００１７】
これにより、第１のコイル又は第２のコイルを駆動する駆動パルスの電流方向を、駆動コイルと磁気的に結合される第１又は第２のステータ磁極部と第３のステータ磁極部が前記ロータを引き離す方向に励磁するように制御されるので、第１のコイル又は第２のコイルの他方の検出コイルは、ロータの発生する磁束を引き込む方向に配置されることになり、この結果、検出コイルに発生する誘起電圧のレベルが上昇し誘起電圧の検出精度を向上させることが出来る。
【００１８】
また、前記駆動手段は、前記検出コイルとして用いられる第１のコイル又は第２のコイルの少なくとも一方のコイル端子を高抵抗状態とし、該高抵抗状態とされる端子に前記誘起電圧を検出する電圧検出手段を備えたことを特徴とする。また更に、前記高抵抗状態とされる端子の他方のコイル端子に所定電圧を印加したことを特徴とする。
【００１９】
これにより、駆動手段は検出コイルとして用いられる第１のコイル又は第２のコイルの少なくとも一方の端子を高抵抗状態とし、該端子に誘起電圧を検出する電圧検出手段を備え、また、高抵抗状態とされる端子の他方のコイル端子に所定電圧を印加するので、検出コイルに発生する誘起電圧を効率よく検出出来、ロータの回転角度を高精度に把握する可逆ステッピングモータを実現出来る。
【００２０】
また、前記第１のコイル又は第２のコイルの他方の端子に印加される所定電圧は、電源電圧の略１／２であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、第１のコイル又は第２のコイルの他方の端子に印加される所定電圧は、電源電圧の略１／２であるので、第１のコイル又は第２のコイルの一方の端子に誘起される誘起電圧は、電源電圧の略１／２の電圧を中心にプラス／マイナスの方向に発生し、この結果、誘起電圧のダイナミックレンジが広くなり、誘起電圧の検出精度を向上させることが出来る。
【００２２】
また、前記駆動手段は、前記検出コイルによって発生する誘起電圧が所定の電圧に達したことを前記電圧検出手段が検出したならば、前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する前記第１駆動パルスを停止して第１駆動パルス幅を動的制御すると共に、該第１駆動パルスの出力終了後、直ちに前記第２駆動パルス、又は前記第２駆動パルスと前記第３駆動パルスを連続して出力することを特徴とする。
【００２３】
これにより、駆動手段は誘起電圧を検出する電圧検出手段が所定の電圧を検出したならば、第１のコイル又は第２のコイルを駆動する第１駆動パルスを停止して第１駆動パルス幅を動的制御するので、モータの負荷変動、電源電圧変動、温度変化、振動等の外乱に対して安定したモータ駆動を実現出来ると共に、低消費電力の可逆ステッピングモータを提供出来る。また、第１駆動パルスの出力終了後に出力される第２駆動パルス、又は第２駆動パルスと第３駆動パルスは、ロータを引き寄せて更に回転させ、また、ロータが１ステップ（１８０度）以上回転することを防ぐブレーキ効果を有するので、ロータの回転トルクが増加し、ロータ回転の確実性を向上させることが出来る。
【００２４】
また、前記誘起電圧を検出する電圧検出手段は、前記所定の電圧に対して電圧ヒステリシス手段、又は時間ヒステリシス手段を有することを特徴とする。
【００２５】
これにより、電圧検出手段は、電圧ヒステリシス手段、又は時間ヒステリシス手段を有するので、誘起電圧に電気的ノイズが重畳されていても、ヒステリシス特性によって電圧検出の誤動作を防止し、誘起電圧の検出精度を向上させることが出来る。
【００２６】
また、前記駆動手段は、駆動パルスの駆動周期を固定駆動周期とし、前記第１駆動パルスのパルス幅を、駆動パルスの前記駆動周期で決まる最大パルス幅まで確保することを特徴とする。
【００２７】
これにより、第１駆動パルスのパルス幅を駆動パルスの駆動周期で決まる最大パルス幅まで確保するので、負荷変動等の外乱に対して信頼性の高い可逆ステッピングモータを提供出来る。また、駆動周期が固定であるのでモータのステップ送りを常に一定に保つことが出来る。
【００２８】
また、前記駆動手段は、駆動パルスの駆動周期を可変駆動周期とし、前記第１駆動パルスのパルス幅を動的制御することによって生じる該第１駆動パルス幅の変化に応じて前記駆動パルスの駆動周期を可変することを特徴とする。
【００２９】
これにより、駆動パルスの駆動周期は第１駆動パルスのパルス幅が動的制御されることに応じて可変駆動周期となるので、モータの負荷変動や電源電圧変動等に対して常に必要な駆動トルクが確保され信頼性の高いモータ駆動を実現した可逆ステッピングモータを提供出来る。
【００３０】
また、前記駆動手段は、検出コイルとされる前記第１のコイル又は第２のコイルの誘起電圧検出期間に前記電圧検出手段からの検出信号をマスクする所定のマスク期間を設けることを特徴とする。
【００３１】
これにより、検出コイルとされる第１のコイル又は第２のコイルの誘起電圧検出期間に所定のマスク期間を設けるので、マスク期間内に誘起電圧に発生する電気的ノイズによる電圧検出手段の誤動作を防止し、駆動パルスの動的制御の信頼性を向上させることが出来る。
【００３２】
また、前記駆動手段は、前記マスク期間中に於いて、前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する前記第１駆動パルスをチョッパ駆動とすることを特徴とする。
【００３３】
これにより、マスク期間中は、第１のコイル又は第２のコイルを駆動する第１駆動パルスはチョッパ駆動されるので、モータ駆動の低消費電力を実現出来る。また、第１駆動パルスをチョッパ駆動すると検出コイルに発生する誘起電圧にチョッパ駆動による電気的ノイズが重畳されるが、チョッパ駆動期間は誘起電圧検出のマスク期間であるので電気的
ノイズは検出されず、駆動パルスの動的制御の信頼性を維持出来る。
【００３４】
また、前記駆動手段は、前記マスク期間以外に於いて、前記第１のコイル又は第２のコイルを駆動する前記第１駆動パルスをフル駆動パルスとすることを特徴とする。
【００３５】
これにより、マスク期間以外は、第１のコイル又は第２のコイルを駆動する第１駆動パルスはフル駆動パルスであるので、マスク期間以外では誘起電圧に電気的ノイズが発生する可能性は極めて少なく、電圧検出手段の誤動作を防止し、駆動パルスの動的制御の信頼性を向上させることが出来る。
【００３６】
また、前記第２駆動パルスと前記第３駆動パルスは、前記第１駆動パルスより駆動エネルギーが小さいことを特徴とする。
【００３７】
これにより、第２駆動パルスと第３駆動パルスは、第１駆動パルスより駆動エネルギーが小さいので、ロータに対して過度のブレーキ効果が加えられることを防ぎ、ロータ回転の確実性を向上させることが出来る。
【００３８】
また、前記駆動手段は、前記第２駆動パルスと前記第３駆動パルスをチョッパ駆動することにより駆動エネルギーを小さくすることを特徴とする。
【００３９】
これにより、第２駆動パルスと第３駆動パルスをチョッパ駆動するので、第２駆動パルスと第３駆動パルスは、第１駆動パルスより駆動エネルギーが小さくなり、この結果、ロータに対して過度のブレーキ効果が加えられることを防ぎ、ロータ回転の確実性を向上させることが出来ると共に、モータ駆動の低消費電力化を実現出来る。
【００４０】
また、前記駆動手段及び前記電圧検出手段は、モータの高速正転駆動、及び高速逆転駆動に於いても同様な機能と動作を有することを特徴とする。
【００４１】
これにより、駆動手段及び電圧検出手段は、モータの高速駆動時に於いても同様な機能と動作を有するので、モータの低速駆動時だけでなく高速駆動時に於いても、モータの負荷変動、電源電圧変動、温度変化、振動等の外乱に対して安定したモータ駆動を実現出来る。
【００４２】
また、前記第１、第２、及び第３のステータ磁極部の前記ロータを囲む結合部を分離して磁気飽和部を形成すると共に、該磁気飽和部を互いに固定するために非磁性材よりなる支持板と前記第１、第２、及び第３のステータ磁極部とを固着手段により機械的に固着したことを特徴とする。
【００４３】
これにより、第１、第２，第３の各ステータ磁極部が磁気飽和部によって磁気的に分離されるので、各ステータ磁極部は効率よく励磁されて強いＳ極とＮ極を発生させることが出来、ロータに対する駆動トルクが増加され、余力のある可逆ステッピングモータを提供出来る。また、各ステータ磁極部間での磁束の漏れが減少するので、検出コイルに誘起される誘起電圧のレベルが上昇してＳ／Ｎ比が改善され、誘起電圧の検出精度を向上させることが出来る。
【００４４】
また、前記固着手段は溶接であることを特徴とする。
【００４５】
これにより、各ステータ磁極部間を結合する固着手段は溶接であるので、各ステータ磁極部間を強い機械的強度で結合出来、経時変化が無く信頼性の高い可逆ステッピングモータを提供出来る。
【発明の効果】
【００４６】
上記の如く本発明によれば、第１のコイル又は第２のコイルの一方を駆動中、前記第１のコイル又は第２のコイルの他方をモータの回転角度に応じて発生する誘起電圧を検出する為の検出コイルとして用いるので、モータの負荷変動、電源電圧変動、温度変化、振動等の外乱に対してロータの回転角度を把握し、安定したモータ駆動を実現する可逆ステッピングモータを提供出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの構造を示す模式図である。図２は本発明の実施例１の可逆ステッピングモータを駆動する駆動回路の一例を示す回路ブロック図である。図３は本発明の実施例１の可逆ステッピングモータを正転させる駆動パルスのタイミングチャートとロータの回転動作を示す説明図である。図４は本発明の実施例１の可逆ステッピングモータを逆転させる駆動パルスのタイミングチャートとロータの回転動作を示す説明図である。図５は本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの検出コイルに発生する誘起電圧と電圧検出手段の動作を説明するタイミングチャートである。図６は本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの検出コイルに発生する誘起電圧と駆動パルスの別形態を説明するタイミングチャートである。図７は本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの高速駆動動作を説明するタイミングチャートである。図８は本発明の実施例２の可逆ステッピングモータを正転させる駆動パルスのタイミングチャートとロータの回転動作を示す説明図である。図９は本発明の実施例２の可逆ステッピングモータを逆転させる駆動パルスのタイミングチャートとロータの回転動作を示す説明図である。図１０は本発明の実施例３の可逆ステッピングモータの構造を示す模式図である。
【実施例１】
【００４８】
図１に基づいて本発明の可逆ステッピングモータの構成を説明する。図１に於いて、１は本発明の実施例１の可逆ステッピングモータである。２はロータであり、径方向にＳ極とＮ極が着磁された円筒形磁石によって構成される。３と４は前記ロータ２を介して対向に設けられた第１ステータ磁極部と第２ステータ磁極部である。５は前記第１及び第２ステータ磁極部の間にあって前記ロータ２に向き合って設けられた第３ステータ磁極部である。尚、これらのステータ磁極部の材料はパーマロイ等の軟磁性材であることが好ましい。６と７は二つのコイルであり、コイル６は第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５に磁気的に結合され、コイル７は第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５に磁気的に結合される。また、コイル６のコイル端子６ａ、６ｂは後述する駆動回路の端子Ｏ１、Ｏ２にそれぞれ接続され、コイル７のコイル端子７ａ、７ｂは後述する駆動回路の端子Ｏ３、Ｏ４にそれぞれ接続される。８ａ、８ｂ、８ｃは磁束飽和部であり、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極４と第３ステータ磁極部５とのそれぞれが結合する最挟部に位置しており、他の箇所と比較して磁気飽和が起き易く磁気抵抗が大きい。このため、コイル６、７によって発生する磁束は、磁束飽和部８ａ、８ｂ、８ｃで磁束が飽和して磁束の通過が妨げられるので、第１、第２、第３の各ステータ磁極部３〜５には強い磁極が発生する。
【００４９】
次に図２に基づいて、前記可逆ステッピングモータ１を駆動する駆動手段としての駆動回路の回路構成の概略を説明する。１１は駆動回路の全体を制御する制御回路であり、マイクロコンピュータ等によって構成される。１２はインバータであり、Ｐ−Ｔｒ１２ａとＮ−Ｔｒ１２ｂとによって構成され、それぞれのゲート端子は分離されており、Ｐ−Ｔｒ１２ａのゲート端子には前記制御回路１１からの出力である駆動制御信号Ｐ１が接続され、Ｎ−Ｔｒ１２ｂのゲート端子には制御回路１１からの出力である駆動制御信号Ｐ２が接続される。また、Ｐ−Ｔｒ１２ａのソース端子はプラス電源ＶＤＤに接続され、Ｎ−Ｔ
ｒ１２ｂのソース端子はマイナス電源ＶＳＳに接続される。また、該インバータ１２は端子Ｏ１より駆動パルスＯ１を出力する。
【００５０】
１３はインバータであり、Ｐ−Ｔｒ１３ａとＮ−Ｔｒ１３ｂとによって構成され、それぞれのゲート端子は分離されており、Ｐ−Ｔｒ１３ａのゲート端子には前記制御回路１１からの出力である駆動制御信号Ｐ３が接続され、Ｎ−Ｔｒ１３ｂのゲート端子には制御回路１１からの出力である駆動制御信号Ｐ４が接続される。また、Ｐ−Ｔｒ１３ａのソース端子はプラス電源ＶＤＤに接続され、Ｎ−Ｔｒ１３ｂのソース端子はマイナス電源ＶＳＳに接続される。また、該インバータ１３は端子Ｏ２より駆動パルスＯ２を出力する。１４はインバータであり、Ｐ−Ｔｒ１４ａとＮ−Ｔｒ１４ｂとによって構成され、それぞれのゲート端子は分離されており、Ｐ−Ｔｒ１４ａのゲート端子には前記制御回路１１からの出力である駆動制御信号Ｐ５が接続され、Ｎ−Ｔｒ１４ｂのゲート端子には制御回路１１からの出力である駆動制御信号Ｐ６が接続される。また、Ｐ−Ｔｒ１４ａのソース端子はプラス電源ＶＤＤに接続され、Ｎ−Ｔｒ１４ｂのソース端子はマイナス電源ＶＳＳに接続される。また、該インバータ１４は端子Ｏ３より駆動パルスＯ３を出力する。
【００５１】
１５はインバータであり、Ｐ−Ｔｒ１５ａとＮ−Ｔｒ１５ｂとによって構成され、それぞれのゲート端子は分離されており、Ｐ−Ｔｒ１５ａのゲート端子には前記制御回路１１からの出力である駆動制御信号Ｐ７が接続され、Ｎ−Ｔｒ１５ｂのゲート端子には制御回路１１からの出力である駆動制御信号Ｐ８が接続される。また、Ｐ−Ｔｒ１５ａのソース端子はプラス電源ＶＤＤに接続され、Ｎ−Ｔｒ１５ｂのソース端子はマイナス電源ＶＳＳに接続される。また、該インバータ１５は端子Ｏ４より駆動パルスＯ４を出力する。１６は電圧検出手段としての電圧検出回路であり、内部に電圧ヒステリシス手段又は時間ヒステリシス手段としてのヒステリシス回路１６ａを備えている。該電圧検出回路１６は前記駆動パルスＯ１を入力し、該駆動パルスＯ１に発生する誘起電圧を検出して検出信号Ｐ９を出力する。
【００５２】
１７は前記電圧検出回路１６と同様な電圧検出手段としての電圧検出回路であり、内部に電圧ヒステリシス手段又は時間ヒステリシス手段としてのヒステリシス回路１７ａを備えている。該電圧検出回路１７は駆動パルスＯ４を入力し、該駆動パルスＯ４に発生する誘起電圧を検出して検出信号Ｐ１０を出力する。  １８はＡＮＤ回路であり、制御回路１１からの出力であるマスク信号Ｐ１１と前記検出信号Ｐ９を入力して動的制御信号Ｐ１２を出力する。１９はＡＮＤ回路であり、前記マスク信号Ｐ１１と前記検出信号Ｐ１０を入力して動的制御信号Ｐ１３を出力する。
【００５３】
２０はＡＮＤ回路であり、駆動制御信号Ｐ３と駆動制御信号Ｐ４をインバータ２１によって反転した信号を入力し、バイアス制御信号Ｐ１４を出力する。２２はバイアス回路であり、電源電圧の約１／２であるバイアス電圧Ｐ１５を出力する。２３はアナログスイッチであり、前記バイアス制御信号Ｐ１４を制御端子Ｃに入力し、前記バイアス電圧Ｐ１５を前記駆動パルスＯ２に供給又は遮断する機能を有する。２４はＡＮＤ回路であり、駆動制御信号Ｐ５と駆動制御信号Ｐ６をインバータ２５によって反転した信号を入力し、バイアス制御信号Ｐ１６を出力する。２６はバイアス回路であり、電源電圧の約１／２であるバイアス電圧Ｐ１７を出力する。２７はアナログスイッチであり、前記バイアス制御信号Ｐ１６を制御端子Ｃに入力し、前記バイアス電圧Ｐ１７を前記駆動パルスＯ３に供給又は遮断する機能を有する。
【００５４】
次に図２で示した駆動手段としての駆動回路の動作と、可逆ステッピングモータ１のロータ２の正転方向の回転動作を図３に基づいて説明する。尚、説明を分かり易くするために、各動作をタイミングＡ〜タイミングＦまでの６段階に分けて説明する。図３に於いて、タイミングＡは無励磁状態であり、コイル６、７には駆動パルスが印加されず、駆動
パルスＯ１〜Ｏ４は共に論理“１”（ＶＤＤ）であり、第１ステータ磁極部３、第２ステータ磁極部４、第３ステータ磁極部５は共に励磁されず、ロータ２は初期状態として図面上Ｎ極が上、Ｓ極が下の状態で停止している。ここで、制御回路１１は駆動パルスＯ１〜Ｏ４を全て論理“１”とするために、全ての駆動制御信号Ｐ１〜Ｐ８を論理“０”として出力する。
【００５５】
次に、タイミングＢはコイル７に対して第１駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ５、Ｐ６を論理“０”とするので駆動パルスＯ３は論理“１”となり、更に制御回路１１は駆動制御信号Ｐ７、Ｐ８を論理“１”とするので駆動パルスＯ４は論理“０”（ＶＳＳ）とされて、コイル７のコイル端子７ａからコイル端子７ｂに駆動電流が流れる。これにより、コイル７は駆動コイルとされて第２ステータ磁極部４はＮ極に励磁され、第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５はＳ極に励磁され、ロータ２は左方向（正転）に回転を開始し、９０度以上回転する。ここで、第２ステータ磁極部４はロータ２のＮ極を引き離す方向に励磁され（すなわちＮ極に励磁）、また、第３ステータ磁極部５はロータ２のＳ極を引き離す方向に励磁される（すなわちＳ極に励磁）。
【００５６】
また、タイミングＢに於いて、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１を論理“１”、駆動制御信号Ｐ２を論理“０”とし、インバータ１２のＰ−Ｔｒ１２ａとＮ−Ｔｒ１２ｂを共にＯＦＦして駆動パルスＯ１を高抵抗状態とする。同様に制御回路１１は駆動制御信号Ｐ３を論理“１”、駆動制御信号Ｐ４を論理“０”とし、インバータ１３のＰ−Ｔｒ１３ａとＮ−Ｔｒ１３ｂを共にＯＦＦして駆動パルスＯ２を高抵抗状態とする。ここで、ＡＮＤ回路２０は駆動制御信号Ｐ３と駆動制御信号Ｐ４の反転出力を入力しているので、その出力であるバイアス制御信号Ｐ１４は論理“１”となってアナログスイッチ２３をＯＮし、バイアス回路２２の出力であるバイアス電圧Ｐ１５を高抵抗状態となっている駆動パルスＯ２に供給して駆動パルスＯ２をバイアス電圧Ｐ１５と同電位とする。すなわち、タイミングＢに於いて、駆動パルスＯ２はバイアス電圧Ｐ１５の電位に等しい約１／２ＶＤＤの電圧とされ、駆動パルスＯ１は高抵抗状態とされる。
【００５７】
ここで、駆動パルスＯ１、Ｏ２は前述の如く、コイル６のコイル端子６ａ、６ｂにそれぞれ接続されているので、コイル端子６ａは高抵抗状態、コイル６ｂは約１／２ＶＤＤとなってコイル６は誘起電圧を検出する検出コイルとされる。すなわち、ロータ２が駆動コイルであるコイル７によって回転を始めると、ロータ２の回転によって生じる磁束の変化が第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５を介してコイル６に伝達され、この磁束の変化によって発生した誘起電圧がコイル６のコイル端子６ａとコイル端子６ｂの間に現れる。ここで、前述した如く、コイル端子６ｂに接続されている駆動パルスＯ２はバイアス電圧Ｐ１５と等しい電位（すなわち約１／２ＶＤＤ）を有しているので、他方の端子であるコイル端子６ａに接続されている駆動パルスＯ１には、駆動パルスＯ２の電位（すなわちバイアス電圧Ｐ１５）を基準として誘起電圧が発生する。すなわち、該誘起電圧は、バイアス電圧Ｐ１５の電位を中心に磁束の変化の方向に応じてプラス方向、又はマイナス方向に均等に発生するので、ダイナミックレンジの広い誘起電圧を得ることが出来る。
【００５８】
ここで、電圧検出回路１６は駆動パルスＯ１を入力して誘起電圧を検出し、該誘起電圧が所定の電圧に達したならば、検出信号Ｐ９を出力する。ＡＮＤ回路１８は、検出信号Ｐ９とマスク信号Ｐ１１を入力して論理ＡＮＤを実行し、動的制御信号Ｐ１２を出力する。制御回路１１は動的制御信号Ｐ１２を入力すると、タイミングＢである第１駆動パルスを直ちに終了する。尚、電圧検出回路１６が検出する所定の電圧は、バイアス電圧Ｐ１５に略等しい電圧であることが好ましく、誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達する付近で、ロータ２は初期の無励磁状態から約９０度回転した位置となる。ここで第１駆動パルスの終了は、誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達したときから若干遅れるので、ロータ２の回
転は初期状態から９０度＋αに達することになり、図３で示すタイミングＢでのロータ２の回転位置は、タイミングＢの終了時点での回転位置を示している。
【００５９】
ここで例えば、モータの負荷が軽い場合、ロータ２は素早く回転するので、第１駆動パルスであるタイミングＢが開始されてから誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達するまでの時間は短くなり、この結果、第１駆動パルスの駆動時間は短く調整される。また、モータの負荷が重い場合、ロータ２はゆっくり回転するので、第１駆動パルスであるタイミングＢが開始されてから誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達するまでの時間は長くなり、この結果、第１駆動パルスの駆動時間は長く調整される。すなわち、第１駆動パルスのパルス幅は、制御回路１１により誘起電圧が現すロータ２の回転角度に応じて動的制御される。尚、第１駆動パルスのパルス幅は、通常状態に於いて２ｍＳ〜４ｍＳの範囲で制御されることが多い。
【００６０】
次に、タイミングＣは第１駆動パルスの終了後、直ちに第２駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１、Ｐ２と駆動制御信号Ｐ７、Ｐ８を短時間に論理“１”と論理“０”を繰り返し、駆動パルスＯ１、Ｏ４を図示する如くチョッパ駆動する。また、制御回路１１は、駆動制御信号Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を論理“０”として出力し、駆動パルスＯ２、Ｏ３を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ｂからコイル端子６ａに向かってチョッパ駆動電流が流れ、また同様に、コイル７のコイル端子７ａからコイル端子７ｂに向かってチョッパ駆動電流が流れる。
【００６１】
この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４はＮ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＳ極に励磁される。これにより、ロータ２のＳ極は第１ステータ磁極部３のＮ極によって引き寄せられ、また、ロータ２のＮ極は第１ステータ磁極部３のＮ極によって引き離されると共に第３ステータ磁極部５のＳ極によって引き寄せられるので、ロータ２は更に左方向（正転）に回転を継続して、タイミングＡの無励磁の初期状態から１ステップ（すなわち１８０度）回転する。また、ロータ２が１ステップ回転すると、ロータ２のＳ極は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４のＮ極によって両方から引き寄せられてブレーキがかかり、また、ロータ２のＮ極は第３ステータ磁極部５のＳ極に引き寄せられてブレーキがかかり、ロータ２は１ステップ回転したところで停止し安定する。
【００６２】
次に、タイミングＤの期間は再び無励磁の期間であり、駆動パルスＯ１〜Ｏ４は共に論理“１”とされ、コイル６と７には駆動電流が流れず、ロータ２は停止状態が継続される。例えば、可逆ステッピングモータが１秒間に１ステップ毎に駆動されているとすると、このタイミングＤの期間は１秒からタイミングＢとタイミングＣの期間を差し引いた時間となる。
【００６３】
次に、ロータ２をタイミングＤの位置から更に左方向（正転）に１ステップ回転させる動作を説明する。タイミングＥはコイル７に対して反転第１駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ５、Ｐ６を論理“１”とするので駆動パルスＯ３は論理“０”となり、更に制御回路１１は駆動制御信号Ｐ７、Ｐ８を論理“０”とするので駆動パルスＯ４は論理“１”とされて、コイル７のコイル端子７ｂからコイル端子７ａに駆動電流が流れる。これにより、コイル７は駆動コイルとされて第２ステータ磁極部４はＳ極に励磁され、第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５はＮ極に励磁され、ロータ２は再び左方向（正転）に回転を開始し、前記タイミングＤの位置より９０度以上回転する。ここで、第２ステータ磁極部４はロータ２のＳ極を引き離す方向に励磁され（すなわちＳ極に励磁）、また、第３ステータ磁極部５はロータ２のＮ極を引き離す方向に励磁される（すなわちＮ極に励磁）。
【００６４】
また、タイミングＥに於いて、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１を論理“１”、駆動制御信号Ｐ２を論理“０”とし、インバータ１２のＰ−Ｔｒ１２ａとＮ−Ｔｒ１２ｂを共にＯＦＦして駆動パルスＯ１を高抵抗状態とする。同様に制御回路１１は駆動制御信号Ｐ３を論理“１”、駆動制御信号Ｐ４を論理“０”とし、インバータ１３のＰ−Ｔｒ１３ａとＮ−Ｔｒ１３ｂを共にＯＦＦして駆動パルスＯ２を高抵抗状態とする。ここで、ＡＮＤ回路２０は駆動制御信号Ｐ３と駆動制御信号Ｐ４の反転出力を入力しているので、その出力であるバイアス制御信号Ｐ１４は論理“１”となってアナログスイッチ２３をＯＮし、バイアス回路２２の出力であるバイアス電圧Ｐ１５を高抵抗状態となっている駆動パルスＯ２に供給して駆動パルスＯ２をバイアス電圧Ｐ１５と同電位とする。すなわち、タイミングＥに於いて、駆動パルスＯ２はバイアス電圧Ｐ１５の電位に等しい約１／２ＶＤＤの電圧とされ、駆動パルスＯ１は高抵抗状態とされる。
【００６５】
ここで、駆動パルスＯ１、Ｏ２は前述の如く、コイル６のコイル端子６ａ、６ｂにそれぞれ接続されているので、コイル端子６ａは高抵抗状態、コイル６ｂは約１／２ＶＤＤとなってコイル６は誘起電圧を検出する検出コイルとされる。すなわち、ロータ２が駆動コイルであるコイル７によって回転を始めると、ロータ２の回転によって生じる磁束の変化が第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５を介してコイル６に伝達され、この磁束の変化によって発生した誘起電圧がコイル６のコイル端子６ａとコイル端子６ｂの間に現れる。ここで、前述した如く、コイル端子６ｂに接続されている駆動パルスＯ２はバイアス電圧Ｐ１５と等しい電位（すなわち約１／２ＶＤＤ）を有しているので、他方の端子であるコイル端子６ａに接続されている駆動パルスＯ１には、駆動パルスＯ２の電位（すなわちバイアス電圧Ｐ１５）を基準として誘起電圧が発生する。すなわち、該誘起電圧は、バイアス電圧Ｐ１５の電位を中心に磁束の変化の方向に応じてプラス方向、又はマイナス方向に均等に発生するので、ダイナミックレンジの広い誘起電圧を得ることが出来る。尚、前記タイミングＢに於いては、磁束の変化を起こすロータ２の磁極はＮ極であったが、タイミングＥに於ける磁束の変化を起こすロータ２の磁極はＳ極であるので、図示するように誘起電圧の極性は反転し、誘起電圧はバイアス電圧Ｐ１５を基準としてマイナス側に発生する。
【００６６】
ここで、電圧検出回路１６は駆動パルスＯ１を入力して誘起電圧を検出し、該誘起電圧が所定の電圧に達したならば、検出信号Ｐ９を出力する。ＡＮＤ回路１８は、検出信号Ｐ９とマスク信号Ｐ１１を入力して論理ＡＮＤを実行し、動的制御信号Ｐ１２を出力する。制御回路１１は動的制御信号Ｐ１２を入力すると、タイミングＥである反転第１駆動パルスを直ちに終了する。尚、電圧検出回路１６が検出する所定の電圧は、タイミングＢと同様にバイアス電圧Ｐ１５に略等しい電圧が好ましく、誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達する付近で、ロータ２はタイミングＤの無励磁状態から約９０度回転した位置となる。ここで反転第１駆動パルスの終了は、誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達したときから若干遅れるので、ロータ２の回転はタイミングＤの位置から９０度＋αに達することになり、図３で示すタイミングＥでのロータ２の回転位置は、タイミングＥの終了時点での回転位置を示している。
【００６７】
ここで例えば、モータの負荷が軽い場合、ロータ２は素早く回転するので、反転第１駆動パルスであるタイミングＥが開始されてから誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達するまでの時間は短くなり、この結果、反転第１駆動パルスの駆動時間は短く調整される。また、モータの負荷が重い場合、ロータ２はゆっくり回転するので、反転第１駆動パルスであるタイミングＥが開始されてから誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達するまでの時間は長くなり、この結果、反転第１駆動パルスの駆動時間は長く調整される。すなわち、反転第１駆動パルスのパルス幅は、制御回路１１により誘起電圧が現すロータ２の回転角度に応じて動的制御される。尚、反転第１駆動パルスのパルス幅は、前述の第１駆動パルスと同様に通常状態に於いて２ｍＳ〜４ｍＳの範囲で制御されるが、図３に於いて、タイミン
グＥの反転第１駆動パルスのパルス幅はタイミングＢの第１駆動パルスより短く記しており、第１駆動パルス及び反転第１駆動パルスがモータの負荷変動等によって動的制御されることを示している。
【００６８】
次に、タイミングＦは反転第１駆動パルスの終了後、直ちに反転第２駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ３、Ｐ４と駆動制御信号Ｐ５、Ｐ６を短時間に論理“１”と論理“０”を繰り返し、駆動パルスＯ２、Ｏ３を図示する如くチョッパ駆動する。また、制御回路１１は、駆動制御信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ７、Ｐ８を論理“０”として出力し、駆動パルスＯ１、Ｏ４を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ａからコイル端子６ｂに向かってチョッパ駆動電流が流れ、また同様に、コイル７のコイル端子７ｂからコイル端子７ａに向かってチョッパ駆動電流が流れる。
【００６９】
この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４はＳ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＮ極に励磁される。これにより、ロータ２のＮ極は第１ステータ磁極部３のＳ極によって引き寄せられ、また、ロータ２のＳ極は第１ステータ磁極部３のＳ極によって引き離されると共に第３ステータ磁極部５のＮ極によって引き寄せられるので、ロータ２は更に左方向（正転）に回転を継続して、タイミングＤの無励磁状態から１ステップ（すなわち１８０度）回転する。また、ロータ２が１ステップ回転すると、ロータ２のＮ極は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４のＳ極によって両方から引き寄せられてブレーキがかかり、また、ロータ２のＳ極は第３ステータ磁極部５のＮ極に引き寄せられてブレーキがかかり、ロータ２は１ステップ回転したところで停止し安定する。以上のように、タイミングＡ〜タイミングＦまでを繰り返すことによってロータ２は２ステップ（すなわち３６０度）ずつ左方向（正転）に回転する。
【００７０】
尚、タイミングＢに於いて、前述した如く駆動コイルであるコイル７により、第２ステータ磁極部４はロータ２のＮ極を引き離す方向に励磁され、また、第３ステータ磁極部５はロータ２のＳ極を引き離す方向に励磁されるので、検出コイルであるコイル６はロータの発生する磁束を引き込む方向に配置されることになる。この結果、コイル６に発生する誘起電圧のレベルが上昇し誘起電圧の検出精度を向上させることが出来る。また同様に、タイミングＥに於いても、前述した如く駆動コイルであるコイル７により、第２ステータ磁極部４はロータ２のＳ極を引き離す方向に励磁され、また、第３ステータ磁極部５はロータ２のＮ極を引き離す方向に励磁されるので、検出コイルであるコイル６はロータ２の発生する磁束を引き込む方向に配置されることになる。この結果、コイル６に発生する誘起電圧のレベルが上昇し誘起電圧の検出精度を向上させることが出来る。
【００７１】
また、タイミングＣによる第２駆動パルスとタイミングＦによる反転第２駆動パルスの期間は通常１ｍＳ位であることが好ましく、またチョッパ周期は２００μＳ〜２５０μＳ程度であることが好ましい。また、第２駆動パルス及び反転第２駆動パルスをチョッパ駆動とする理由は、第１駆動パルス及び反転第１駆動パルスよりも駆動エネルギーを小さくして、ロータ２に対する過度のブレーキ効果を無くし、ロータ２の回転動作をスムーズにさせるためである。また、第２駆動パルス及び反転第２駆動パルスの駆動エネルギーを調整するためにチョッパ波形のデューティを可変しても良い。また、第２駆動パルス及び反転第２駆動パルスはチョッパ駆動に限定されず、フル駆動パルスであっても良く、また、駆動エネルギーの調整のために、駆動電圧や駆動電流を調整しても良い。
【００７２】
次に、可逆ステッピングモータ１のロータ２の逆転方向の回転動作を図４に基づいて説明する。尚、説明を分かり易くするために、前述の図３と同様に各動作をタイミングＡ〜タイミングＦまでの６段階に分けて説明する。また、正転方向の回転動作を説明した図
３と重複する箇所は一部説明を省略する。図４に於いて、タイミングＡは無励磁状態であり、コイル６、７には駆動パルスが印加されず、駆動パルスＯ１〜Ｏ４は共に論理“１”（ＶＤＤ）であり、第１ステータ磁極部３、第２ステータ磁極部４、第３ステータ磁極部５は共に励磁されず、ロータ２は初期状態として図面上Ｎ極が上、Ｓ極が下の状態で停止している。
【００７３】
次に、タイミングＢはコイル６に対して第１駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ３、Ｐ４を論理“０”とするので駆動パルスＯ２は論理“１”となり、更に制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１、Ｐ２を論理“１”とするので駆動パルスＯ１は論理“０”（ＶＳＳ）とされて、コイル６のコイル端子６ｂからコイル端子６ａに駆動電流が流れる。これにより、コイル６は駆動コイルとされて第１ステータ磁極部３はＮ極に励磁され、第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５はＳ極に励磁され、ロータ２は右方向（逆転）に回転を開始し、９０度以上回転する。ここで、第１ステータ磁極部３はロータ２のＮ極を引き離す方向に励磁され（すなわちＮ極に励磁）、また、第３ステータ磁極部５はロータ２のＳ極を引き離す方向に励磁される（すなわちＳ極に励磁）。
【００７４】
また、タイミングＢに於いて、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ７を論理“１”、駆動制御信号Ｐ８を論理“０”とし、インバータ１５のＰ−Ｔｒ１５ａとＮ−Ｔｒ１５ｂを共にＯＦＦして駆動パルスＯ４を高抵抗状態とする。同様に制御回路１１は駆動制御信号Ｐ５を論理“１”、駆動制御信号Ｐ６を論理“０”とし、インバータ１４のＰ−Ｔｒ１４ａとＮ−Ｔｒ１４ｂを共にＯＦＦして駆動パルスＯ３を高抵抗状態とする。ここで、ＡＮＤ回路２４は駆動制御信号Ｐ５と駆動制御信号Ｐ６の反転出力を入力しているので、その出力であるバイアス制御信号Ｐ１６は論理“１”となってアナログスイッチ２７をＯＮし、バイアス回路２６の出力であるバイアス電圧Ｐ１７を高抵抗状態となっている駆動パルスＯ３に供給して駆動パルスＯ３をバイアス電圧Ｐ１７と同電位とする。すなわち、タイミングＢに於いて、駆動パルスＯ３はバイアス電圧Ｐ１７の電位に等しい約１／２ＶＤＤの電圧とされ、駆動パルスＯ４は高抵抗状態とされる。
【００７５】
ここで、駆動パルスＯ３、Ｏ４は前述の如く、コイル７のコイル端子７ａ、７ｂにそれぞれ接続されているので、コイル端子７ｂは高抵抗状態、コイル７ａは約１／２ＶＤＤとなってコイル７は誘起電圧を検出する検出コイルとされる。すなわち、ロータ２が駆動コイルであるコイル６によって回転を始めると、ロータ２の回転によって生じる磁束の変化が第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５を介してコイル７に伝達され、この磁束の変化によって発生した誘起電圧がコイル７のコイル端子７ａとコイル端子７ｂの間に現れる。ここで、前述した如く、コイル端子７ａに接続されている駆動パルスＯ３はバイアス電圧Ｐ１７と等しい電位（すなわち約１／２ＶＤＤ）を有しているので、他方の端子であるコイル端子７ｂに接続されている駆動パルスＯ４には、駆動パルスＯ３の電位（すなわちバイアス電圧Ｐ１７）を基準として誘起電圧が発生する。すなわち、該誘起電圧は、バイアス電圧Ｐ１７の電位を中心に磁束の変化の方向に応じてプラス方向、又はマイナス方向に均等に発生するので、ダイナミックレンジの広い誘起電圧を得ることが出来る。
【００７６】
ここで、電圧検出回路１７は駆動パルスＯ４を入力して誘起電圧を検出し、該誘起電圧が所定の電圧に達したならば、検出信号Ｐ１０を出力する。ＡＮＤ回路１９は、検出信号Ｐ１０とマスク信号Ｐ１１を入力して論理ＡＮＤを実行し、動的制御信号Ｐ１３を出力する。制御回路１１は動的制御信号Ｐ１３を入力すると、タイミングＢである第１駆動パルスを直ちに終了する。尚、電圧検出回路１７が検出する所定の電圧は、バイアス電圧Ｐ１７に略等しい電圧であることが好ましく、誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１７に達する付近で、ロータ２は初期の無励磁状態から約９０度回転した位置となる。ここで第１駆動パルスの終了は、誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１７に達したときから若干遅れるので、ロータ２
の回転は初期状態から９０度＋αに達することになり、図４で示すタイミングＢでのロータ２の回転位置は、タイミングＢの終了時点での回転位置を示している。
【００７７】
ここで例えば、モータの負荷が軽い場合、ロータ２は素早く回転するので、第１駆動パルスであるタイミングＢが開始されてから誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１７に達するまでの時間は短くなり、この結果、第１駆動パルスの駆動時間は短く調整される。また、モータの負荷が重い場合、ロータ２はゆっくり回転するので、第１駆動パルスであるタイミングＢが開始されてから誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１７に達するまでの時間は長くなり、この結果、第１駆動パルスの駆動時間は長く調整される。すなわち、第１駆動パルスのパルス幅は、制御回路１１により誘起電圧が現すロータ２の回転角度に応じて動的制御される。尚、第１駆動パルスのパルス幅は、通常状態に於いて２ｍＳ〜４ｍＳの範囲で制御されることが多い。
【００７８】
次に、タイミングＣは第１駆動パルスの終了後、直ちに第２駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１、Ｐ２と駆動制御信号Ｐ７、Ｐ８を短時間に論理“１”と論理“０”を繰り返し、駆動パルスＯ１、Ｏ４を図示する如くチョッパ駆動する。また、制御回路１１は、駆動制御信号Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を論理“０”として出力し、駆動パルスＯ２、Ｏ３を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ｂからコイル端子６ａに向かってチョッパ駆動電流が流れ、また同様に、コイル７のコイル端子７ａからコイル端子７ｂに向かってチョッパ駆動電流が流れる。
【００７９】
この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４はＮ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＳ極に励磁される。これにより、ロータ２のＳ極は第２ステータ磁極部４のＮ極によって引き寄せられ、また、ロータ２のＮ極は第２ステータ磁極部４のＮ極によって引き離されると共に第３ステータ磁極部５のＳ極によって引き寄せられるので、ロータ２は更に右方向（逆転）に回転を継続して、タイミングＡの無励磁の初期状態から１ステップ（すなわち１８０度）回転する。また、ロータ２が１ステップ回転すると、ロータ２のＳ極は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４のＮ極によって両方から引き寄せられてブレーキがかかり、また、ロータ２のＮ極は第３ステータ磁極部５のＳ極に引き寄せられてブレーキがかかり、ロータ２は１ステップ回転したところで停止し安定する。
【００８０】
次に、タイミングＤの期間は再び無励磁の期間であり、駆動パルスＯ１〜Ｏ４は共に論理“１”とされ、コイル６と７には駆動電流が流れず、ロータ２は停止状態が継続される。
【００８１】
次に、ロータ２をタイミングＤの位置から更に右方向（逆転）に１ステップ回転させる動作を説明する。タイミングＥはコイル６に対して反転第１駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ３、Ｐ４を論理“１”とするので駆動パルスＯ２は論理“０”となり、更に制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１、Ｐ２を論理“０”とするので駆動パルスＯ１は論理“１”とされて、コイル６のコイル端子６ａからコイル端子６ｂに駆動電流が流れる。これにより、コイル６は駆動コイルとされて第１ステータ磁極部３はＳ極に励磁され、第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５はＮ極に励磁され、ロータ２は再び右方向（逆転）に回転を開始し、前記タイミングＤの位置より９０度以上回転する。ここで、第１ステータ磁極部３はロータ２のＳ極を引き離す方向に励磁され（すなわちＳ極に励磁）、また、第３ステータ磁極部５はロータ２のＮ極を引き離す方向に励磁される（すなわちＮ極に励磁）。
【００８２】
また、タイミングＥに於いて、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ７を論理“１”、駆動制御信号Ｐ８を論理“０”とし、インバータ１５のＰ−Ｔｒ１５ａとＮ−Ｔｒ１５ｂを共
にＯＦＦして駆動パルスＯ４を高抵抗状態とする。同様に制御回路１１は駆動制御信号Ｐ５を論理“１”、駆動制御信号Ｐ６を論理“０”とし、インバータ１４のＰ−Ｔｒ１４ａとＮ−Ｔｒ１４ｂを共にＯＦＦして駆動パルスＯ３を高抵抗状態とする。ここで、ＡＮＤ回路２４は駆動制御信号Ｐ５と駆動制御信号Ｐ６の反転出力を入力しているので、その出力であるバイアス制御信号Ｐ１６は論理“１”となってアナログスイッチ２７をＯＮし、バイアス回路２６の出力であるバイアス電圧Ｐ１７を高抵抗状態となっている駆動パルスＯ３に供給して駆動パルスＯ３をバイアス電圧Ｐ１７と同電位とする。すなわち、タイミングＥに於いて、駆動パルスＯ３はバイアス電圧Ｐ１７の電位に等しい約１／２ＶＤＤの電圧とされ、駆動パルスＯ４は高抵抗状態とされる。
【００８３】
ここで、駆動パルスＯ３、Ｏ４は前述の如く、コイル７のコイル端子７ａ、７ｂにそれぞれ接続されているので、コイル端子７ｂは高抵抗状態、コイル７ａは約１／２ＶＤＤとなってコイル７は誘起電圧を検出する検出コイルとされる。すなわち、ロータ２が駆動コイルであるコイル６によって回転を始めると、ロータ２の回転によって生じる磁束の変化が第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５を介してコイル７に伝達され、この磁束の変化によって発生した誘起電圧がコイル７のコイル端子７ａとコイル端子７ｂの間に現れる。ここで、前述した如く、コイル端子７ａに接続されている駆動パルスＯ３はバイアス電圧Ｐ１７と等しい電位（すなわち約１／２ＶＤＤ）を有しているので、他方の端子であるコイル端子７ｂに接続されている駆動パルスＯ４には、駆動パルスＯ３の電位（すなわちバイアス電圧Ｐ１７）を基準として誘起電圧が発生する。すなわち、該誘起電圧は、バイアス電圧Ｐ１７の電位を中心に磁束の変化の方向に応じてプラス方向、又はマイナス方向に均等に発生するので、ダイナミックレンジの広い誘起電圧を得ることが出来る。尚、前記タイミングＢに於いては、磁束の変化を起こすロータ２の磁極はＮ極であったが、タイミングＥに於ける磁束の変化を起こすロータ２の磁極はＳ極であるので、図示するように誘起電圧の極性は反転し、誘起電圧はバイアス電圧Ｐ１７を基準としてマイナス側に発生する。
【００８４】
ここで、電圧検出回路１７は駆動パルスＯ４を入力して誘起電圧を検出し、該誘起電圧が所定の電圧に達したならば、検出信号Ｐ１０を出力する。ＡＮＤ回路１９は、検出信号Ｐ１０とマスク信号Ｐ１１を入力して論理ＡＮＤを実行し、動的制御信号Ｐ１３を出力する。制御回路１１は動的制御信号Ｐ１３を入力すると、タイミングＥである反転第１駆動パルスを直ちに終了する。尚、電圧検出回路１７が検出する所定の電圧は、タイミングＢと同様にバイアス電圧Ｐ１７に略等しい電圧が好ましく、誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１７に達する付近で、ロータ２はタイミングＤの無励磁状態から約９０度回転した位置となる。ここで反転第１駆動パルスの終了は、誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１７に達したときから若干遅れるので、ロータ２の回転はタイミングＤの位置から９０度＋αに達することになり、図４で示すタイミングＥでのロータ２の回転位置は、タイミングＥの終了時点での回転位置を示している。
【００８５】
ここで例えば、モータの負荷が軽い場合、ロータ２は素早く回転するので、反転第１駆動パルスであるタイミングＥが開始されてから誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１７に達するまでの時間は短くなり、この結果、反転第１駆動パルスの駆動時間は短く調整される。また、モータの負荷が重い場合、ロータ２はゆっくり回転するので、反転第１駆動パルスであるタイミングＥが開始されてから誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１７に達するまでの時間は長くなり、この結果、反転第１駆動パルスの駆動時間は長く調整される。すなわち、反転第１駆動パルスのパルス幅は、制御回路１１により誘起電圧が現すロータ２の回転角度に応じて動的制御される。尚、反転第１駆動パルスのパルス幅は、前述の第１駆動パルスと同様に通常状態に於いて２ｍＳ〜４ｍＳの範囲で制御されるが、図４に於いて、タイミングＥの反転第１駆動パルスのパルス幅はタイミングＢの第１駆動パルスより短く記しており、第１駆動パルス及び反転第１駆動パルスがモータの負荷変動等によって動的制御され
ることを示している。
【００８６】
次に、タイミングＦは反転第１駆動パルスの終了後、直ちに反転第２駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ３、Ｐ４と駆動制御信号Ｐ５、Ｐ６を短時間に論理“１”と論理“０”を繰り返し、駆動パルスＯ２、Ｏ３を図示する如くチョッパ駆動する。また、制御回路１１は、駆動制御信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ７、Ｐ８を論理“０”として出力し、駆動パルスＯ１、Ｏ４を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ａからコイル端子６ｂに向かってチョッパ駆動電流が流れ、また同様に、コイル７のコイル端子７ｂからコイル端子７ａに向かってチョッパ駆動電流が流れる。
【００８７】
この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４はＳ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＮ極に励磁される。これにより、ロータ２のＮ極は第２ステータ磁極部４のＳ極によって引き寄せられ、また、ロータ２のＳ極は第２ステータ磁極部４のＳ極によって引き離されると共に第３ステータ磁極部５のＮ極によって引き寄せられるので、ロータ２は更に右方向（逆転）に回転を継続して、タイミングＤの無励磁状態から１ステップ（すなわち１８０度）回転する。また、ロータ２が１ステップ回転すると、ロータ２のＮ極は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４のＳ極によって両方から引き寄せられてブレーキがかかり、また、ロータ２のＳ極は第３ステータ磁極部５のＮ極に引き寄せられてブレーキがかかり、ロータ２は１ステップ回転したところで停止し安定する。以上のように、タイミングＡ〜タイミングＦまでを繰り返すことによってロータ２は２ステップ（すなわち３６０度）ずつ右方向（逆転）に回転する。
【００８８】
尚、タイミングＢに於いて、前述した如く駆動コイルであるコイル６により、第１ステータ磁極部３はロータ２のＮ極を引き離す方向に励磁され、また、第３ステータ磁極部５はロータ２のＳ極を引き離す方向に励磁されるので、検出コイルであるコイル７はロータの発生する磁束を引き込む方向に配置されることになる。この結果、コイル７に発生する誘起電圧のレベルが上昇し誘起電圧の検出精度を向上させることが出来る。また同様に、タイミングＥに於いても、前述した如く駆動コイルであるコイル６により、第１ステータ磁極部３はロータ２のＳ極を引き離す方向に励磁され、また、第３ステータ磁極部５はロータ２のＮ極を引き離す方向に励磁されるので、検出コイルであるコイル７はロータの発生する磁束を引き込む方向に配置されることになる。この結果、コイル７に発生する誘起電圧のレベルが上昇し誘起電圧の検出精度を向上させることが出来る。
【００８９】
また、タイミングＣによる第２駆動パルスとタイミングＦによる反転第２駆動パルスの期間は通常１ｍＳ位であることが好ましく、またチョッパ周期は２００μＳ〜２５０μＳ程度であることが好ましい。また、第２駆動パルス及び反転第２駆動パルスをチョッパ駆動とする理由等は、図３の正転動作で説明した内容と同様であるので省略する。
【００９０】
次に図５に基づいて本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの検出コイルに発生する誘起電圧と電圧検出手段の動作を説明する。説明の前提として、可逆ステッピングモータのロータ２が正転動作をしているときに発生する誘起電圧を基にして説明する。ここで、該誘起電圧は前述した如く、ロータ２の正転動作に於いて第１駆動パルスの期間に高抵抗状態とされた駆動パルスＯ１に発生する。電圧検出手段としての電圧検出回路１６は、第１駆動パルスの期間を誘起電圧検出期間として前記駆動パルスＯ１を入力し、誘起電圧が所定の電圧としてのバイアス電圧Ｐ１５に達するかどうかを判定する。そして該誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達した場合（すなわち、ここではバイアス電圧Ｐ１５以下となった場合）は、検出信号Ｐ９を出力する。尚、誘起電圧には外部などから図５に示すような電気的なノイズが発生することがあり、検出信号Ｐ９ａ、Ｐ９ｂは誘起電圧に発生した
ノイズを検出した結果であり、また、検出信号Ｐ９ｃは誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５以下となったことを検出した正しい検出信号である。
【００９１】
ここで、ノイズによって検出された検出信号Ｐ９ａ、Ｐ９ｂがそのまま制御回路１１に入力されると、制御回路１１は検出信号Ｐ９ａ、又は検出信号Ｐ９ｂによって誘起電圧が所定の電圧に達したと誤認識して第１駆動パルスを終了させてしまい、結果として、ロータ２の回転が停止してしまう等の危険性がある。このような誘起電圧に発生するノイズの影響を最小限に抑えるために、本実施例では電圧検出回路１６の後にＡＮＤ回路１８によるマスク回路を備え、電圧検出回路１６の誘起電圧検出期間に所定のマスク期間を設ける対策を実施している。
【００９２】
すなわち、図５に示すように、マスク信号Ｐ１１は第１駆動パルスの期間の開始に同期して論理“０”となり、第１駆動パルス期間の途中で論理“１”に戻る信号である。検出信号Ｐ９は、このマスク信号Ｐ１１とＡＮＤ回路１８によって論理ＡＮＤされるので、マスク信号Ｐ１１が論理“０”期間、すなわち、マスク期間に於いては、誘起電圧のノイズによって検出信号Ｐ９が発生しても、ＡＮＤ回路１８の出力である動的制御信号Ｐ１２には図示するようにノイズによる動的制御信号Ｐ１２はマスクされて出力されず、マスク信号Ｐ１１が論理“１”とされた期間に発生した検出信号Ｐ９ｃが動的制御信号Ｐ１２ｃとして制御回路１１に入力される。このように、本発明に於いては電圧検出回路１６の誘起電圧検出期間中にマスク期間を設けることが出来るので、マスク期間内に誘起電圧に発生する電気的ノイズによる誤動作を防止し、駆動パルスの動的制御の信頼性を向上させることが出来る。
【００９３】
また、前述した如く、電圧検出回路１６はヒステリシス回路１６ａを内蔵し、誘起電圧の検出にヒステリシス特性を設けている。すなわち、該ヒステリシス回路１６ａは電圧ヒステリシス手段として機能し、図５で示すように誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５から更にヒステリシス電圧分下がったときに、検出信号Ｐ９を出力する。これにより、例えば誘起電圧に振幅の小さなノイズ成分が重畳されているような場合、ノイズによる検出信号Ｐ９の誤動作を防止し、駆動パルスの動的制御の信頼性を向上させることが出来る。尚、ヒステリシス電圧は電源電圧に対して１％〜１０％の範囲であることが好ましい。また、ヒステリシス回路１６ａは誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達してから一定時間経過後に検出信号Ｐ９を出力する時間ヒステリシス手段として機能しても良い。
【００９４】
すなわち、誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５以下になってから一定時間の経過内で誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５以下を継続したときに、検出信号Ｐ９を出力させる機能を用いても良い。尚、動的制御信号Ｐ１２が出力されると、制御回路１１は直ちに第１駆動パルスの期間を終了し第２駆動パルスの期間に移行するが、以降の動作の説明は重複するので省略する。また、図５での説明は、ロータ２が正転動作していることを前提に説明したが、逆転動作に於いては、誘起電圧が駆動パルスＯ４に発生することを除けば、他の基本動作は同じであるので説明は省略する。
【００９５】
次に図６に基づいて本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの第１駆動パルスの別形態を説明する。説明の前提として、可逆ステッピングモータのロータ２が正転動作をしているときの第１駆動パルスの形態を説明する。図６に於いて、駆動パルスＯ１には、第１駆動パルスの期間、図示するように誘起電圧が発生する。マスク信号Ｐ１１は、第１駆動パルスの期間の開始に同期して論理“０”となり、所定の時間後、論理“１”に戻る信号である。そして、マスク信号Ｐ１１が論理“０”の期間が前述した如く、誘起電圧の検出をマスクする期間である。駆動パルスＯ４は、前記マスク信号Ｐ１１によるマスク期間に同期して論理“１”と論理“０”を一定周期で繰り返すチョッパ駆動期間を有し、マスク信号Ｐ１１のマスク期間の終了に合わせて論理“０”が継続するフル駆動パルス期間
となる。
【００９６】
すなわち、第１駆動パルスのチョッパ駆動期間に於いては、駆動パルスＯ３、Ｏ４が接続されているコイル７のコイル端子７ａからコイル端子７ｂに向かってチョッパ駆動電流が流れ、また、第１駆動パルスのフル駆動パルス期間に於いては、同様に駆動パルスＯ３、Ｏ４が接続されているコイル７のコイル端子７ａからコイル端子７ｂに向かってフル駆動電流が流れる。ここで、チョッパ駆動期間中に於いては、駆動パルスＯ１に発生する誘起電圧には、コイル７に流れるチョッパ駆動電流の影響で、図示するようなノイズ成分が重畳される可能性があるが、チョッパ駆動期間は、前述の如く、マスク信号Ｐ１１によるマスク期間でもあるので、ノイズ成分はマスク信号Ｐ１１によってマスクされ、駆動パルスの動的制御は誤動作せず信頼性は維持される。
【００９７】
またこのように、第１駆動パルスの一部をチョッパ駆動する理由は、駆動コイルに流れる駆動電流の一部をチョッパ駆動電流とすることにより、モータ駆動の低消費電力を実現出来るからである。また、マスク期間以外の期間に於いて第１駆動パルスをフル駆動パルス期間とする理由は、フル駆動パルスでの駆動電流は直流電流に近いためにノイズ成分が発生し難く、誘起電圧にノイズが重畳されないので電圧検出回路１６の誤動作を防ぐことが出来るからである。また、図６での説明は、ロータ２が正転動作していることを前提に説明したが、逆転動作に於いては、誘起電圧が駆動パルスＯ４に発生し、駆動パルスＯ１がチョッパ駆動となることを除けば、他の基本動作は同じであるので説明は省略する。
【００９８】
次に図７に基づいて本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの高速駆動動作を説明する。尚、高速駆動動作とは１ステップの駆動周期が非常に短い（例えば１０ｍＳ以下等）駆動動作を言い、また、説明の前提として、１ステップの駆動周期が固定である固定駆動周期方式の高速駆動動作であり、且つ、ロータ２の回転方向が正転動作であるとする。図７に於いて、駆動パルスＯ１〜Ｏ４は、図３で前述した駆動動作に準じた動作を行っており、フル駆動パルスによる第１駆動パルス期間、その次にチョッパ駆動による第２駆動パルス期間、その次にフル駆動パルスによる反転第１駆動パルス期間、更にその次にチョッパ駆動による反転第２駆動パルス期間と動作が継続する。
【００９９】
ここで前述した如く、１ステップの駆動周期は固定であり、その駆動周期は一例として５．５ｍＳであるとする。ここで、図示するように第１駆動パルスの期間が４ｍＳ経過した時点で駆動パルスＯ１に発生する誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達するので直ちに第１駆動パルスの期間は終了し、第２駆動パルス期間が開始される。第２駆動パルス期間が１ｍＳの固定であるとすれば、第１駆動パルスと第２駆動パルスの合計期間は４ｍＳ＋１ｍＳ＝５ｍＳである。ここで、駆動周期は５．５ｍＳであるので、駆動周期−（第１駆動パルス期間＋第２駆動パルス期間）＝０．５ｍＳとなり、図示するように第２駆動パルス終了後に０．５ｍＳの無励磁期間が存在し、駆動周期の固定が維持される。次に反転第１パルス期間では、何らかの原因によりモータ負荷が重くなりロータ２の回転が遅いために、反転パルス期間が４．５ｍＳを経過しても誘起電圧がバイアス電圧Ｐ１５に達しない状態を示している。
【０１００】
ここで、前述した如く、１ステップの駆動周期は５．５ｍＳと決められているので、第２パルス幅が１ｍＳの固定であるならば、反転第１駆動パルス幅の最大値は、５．５ｍＳ−１ｍＳ＝４．５ｍＳとなり、反転第１駆動パルス幅は、この最大値である４．５ｍＳまで確保される。すなわち、駆動パルスの駆動周期が固定周期である場合は、第１駆動パルス（又は反転第１駆動パルス）は駆動周期と第２駆動パルス（又は反転第２駆動パルス）の幅の差まで確保されることになり、第１駆動パルス（又は反転第１駆動パルス）のパルス幅がそれ以上延長されることはない。但し、高速駆動は固定駆動周期方式に限定されるものではなく、第１駆動パルス（又は反転第１駆動パルス）に発生する誘起電圧がバイ
アス電圧Ｐ１５に達するまで第１駆動パルス（又は反転第１駆動パルス）のパルス幅を延長し、駆動周期を可変とする可変駆動周期方式であっても良い。
【０１０１】
また、第１駆動パルス（又は反転第１駆動パルス）のパルス幅の延長を誘起電圧がバイアス電圧に達するまでではなく、所定の時間を限度として延長する時間制限付き可変駆動周期方式であっても良い。ここで、高速駆動に於ける各駆動方式をまとめると、図７で示した固定駆動周期方式は、第１駆動パルスのパルス幅を駆動パルスの駆動周期で決まる最大パルス幅まで確保するので、負荷変動等の外乱に対して信頼性の高い可逆ステッピングモータを提供出来る。更に、高速駆動のステップ送りを常に一定に送ることが出来る大きな効果があるが、モータの負荷変動や電源電圧等に比較的大きな変動が生じた場合、第１駆動パルスが強制的に終了されるので駆動トルクに余裕が無くなる可能性がある。
【０１０２】
また、可変駆動周期方式は、モータの負荷変動や電源電圧の変動に対して駆動周期を可変し、必要な駆動トルクを確保出来るので極めて信頼性の高いモータ駆動を実現出来る。また、該可変駆動周期方式に於いては、電源電圧が十分に高い場合は駆動トルクが大きいので第１駆動パルス幅は短くなり、これに準じて駆動周期も短くなる。また、電源電圧が低い場合は駆動トルクが小さいので第１駆動パルス幅は長くなって駆動トルクを確保し、これに準じて駆動周期も長くなる。従って可変駆動周期方式では、モータの負荷変動や電源電圧等の変動に応じて駆動周期が変化するので、常に一定の高速駆動を行うことは出来ない。
【０１０３】
また、時間制限付き可変駆動周期方式は、固定駆動周期方式と可変駆動周期方式の中間的な方式であり、モータの負荷変動や電源電圧等の変動に対して必要な駆動トルクをある程度確保出来ると共に、モータの負荷変動や電源電圧の変動に対する駆動周期の変化に制限をつけて可変量を抑制することが出来る。このように、各駆動方式は、それぞれ効果に特徴があるので可逆ステッピングモータの仕様を考慮して各方式を選択すれば良い。尚、図７はロータ２の正転動作を前提として説明したが、ロータ２の逆転動作に於いても同様であり、その説明は省略する。以上のように本発明の実施例１によるならば、モータの負荷変動、電源電圧変動等の外乱に対して駆動パルスを動的制御し必要な駆動トルクを調整出来るので、安定したモータ駆動を実現する可逆ステッピングモータを提供することが出来る。また、モータ駆動の低消費電力化を可能とし、高速駆動にも十分対応出来るので、様々な用途に適した信頼性の高い可逆ステッピングモータを実現出来る。
【実施例２】
【０１０４】
次に図８に基づいて本発明の実施例２としての可逆ステッピングモータの正転駆動方式について説明する。実施例２の駆動方式は、駆動パルスが第１駆動パルスと第２駆動パルスと第３駆動パルスによって成ることを特徴とする。尚、説明を分かり易くするために、各動作をタイミングＧ〜タイミングＮまでの８段階に分けて説明する。また、実施例２の可逆ステッピングモータと駆動回路は実施例１と同様であるので説明は省略し、可逆ステッピングモータの構成は図１を参照し、駆動回路の回路ブロック図は図２を参照する。図８に於いて、タイミングＧは無励磁状態であり、実施例１の図３で述べたタイミングＡと同様であるので説明は省略する。次にタイミングＨはコイル７に対して第１駆動パルスが出力されるタイミングであり、コイル７に駆動電流が流れてロータ２は図示するように左方向（正転）に回転を開始するが、駆動パルスの形態及びロータ２の回転動作は実施例１の図３で述べたタイミングＢと同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１０５】
次に、タイミングＩは第１駆動パルスの終了後、直ちに第２駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ出力して駆動パルスＯ１、Ｏ３を論理“０”とし、駆動パルスＯ２、Ｏ４を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ｂからコイル端子６ａに向かって駆動電流が流れ、また、コイ
ル７のコイル端子７ｂからコイル端子７ａに向かって駆動電流が流れる。この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３はＮ極に励磁され、第２ステータ磁極部４はＳ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＳ極とＮ極が打ち消し合って無励磁となる。これにより、ロータ２のＮ極は第１ステータ磁極部３のＮ極によって引き離され、また、ロータ２のＳ極は第２ステータ磁極部４のＳ極によって引き離されるので、ロータ２は更に左方向（正転）に回転を継続する。尚、タイミングＩでの第２駆動パルスのパルス幅は固定であり、１ｍＳ程度が好ましい。
【０１０６】
次に、タイミングＪは第２駆動パルスの終了後、直ちに第３駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ出力して駆動パルスＯ１、Ｏ４を論理“０”とし、駆動パルスＯ２、Ｏ３を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ｂからコイル端子６ａに向かって駆動電流が継続して流れ、また、コイル７のコイル端子７ａからコイル端子７ｂに向かって駆動電流が流れる。この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４はＮ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＳ極に励磁される。これにより、ロータ２のＳ極は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４のＮ極によって両方から引き寄せられてブレーキがかかり、また、ロータ２のＮ極は第３ステータ磁極部５のＳ極に引き寄せられてブレーキがかかり、ロータ２は１ステップ（すなわち１８０度）回転したところで停止し安定する。尚、タイミングＪでの第３駆動パルスのパルス幅は固定であり、１ｍＳ程度が好ましい。
【０１０７】
次に、タイミングＫの期間は再び無励磁の期間であり、駆動パルスＯ１〜Ｏ４は共に論理“１”とされ、コイル６と７には駆動電流が流れず、ロータ２は停止状態が継続される。次にタイミングＬはコイル７に対して反転第１駆動パルスが出力されるタイミングであり、コイル７に反転した駆動電流が流れてロータ２は図示するように再び左方向（正転）に回転を開始するが、駆動パルスの形態及びロータ２の回転動作は実施例１の図３で述べたタイミングＥと同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１０８】
次に、タイミングＭは反転第１駆動パルスの終了後、直ちに反転第２駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ出力して駆動パルスＯ２、Ｏ４を論理“０”とし、駆動パルスＯ１、Ｏ３を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ａからコイル端子６ｂに向かって駆動電流が流れ、また、コイル７のコイル端子７ａからコイル端子７ｂに向かって駆動電流が流れる。この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３はＳ極に励磁され、第２ステータ磁極部４はＮ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＳ極とＮ極が打ち消し合って無励磁となる。これにより、ロータ２のＳ極は第１ステータ磁極部３のＳ極によって引き離され、また、ロータ２のＮ極は第２ステータ磁極部４のＮ極によって引き離されるので、ロータ２は更に左方向（正転）に回転を継続する。尚、タイミングＭでの反転第２駆動パルスのパルス幅は固定であり、１ｍＳ程度が好ましい。
【０１０９】
次に、タイミングＮは反転第２駆動パルスの終了後、直ちに反転第３駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ出力して駆動パルスＯ２、Ｏ３を論理“０”とし、駆動パルスＯ１、Ｏ４を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ａからコイル端子６ｂに向かって駆動電流が継続して流れ、また、コイル７のコイル端子７ｂからコイル端子７ａに向かって駆動電流が流れる。この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４はＳ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＮ極に励磁される。これにより、ロータ２のＮ極は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４のＳ極によって両方から引き寄せられてブレーキがかかり、また、ロータ２のＳ極は第３ステータ磁極部５のＮ極に引き寄せられてブレーキがかかり、ロータ２は１ステップ（すなわ
ち１８０度）回転したところで停止し安定する。尚、タイミングＮでの反転第３駆動パルスのパルス幅は固定であり、１ｍＳ程度が好ましい。
【０１１０】
次に図９に基づいて本発明の実施例２としての可逆ステッピングモータの逆転駆動方式について説明する。尚、逆転駆動方式は前述した図８での正転駆動方式に対し、駆動パルスＯ１と駆動パルスＯ４、及び駆動パルスＯ２と駆動パルスＯ３が入れ替わった動作であるので、一部重複する説明は省略する。図９に於いて、タイミングＧは無励磁状態であり、実施例１の図４で述べたタイミングＡと同様であるので説明は省略する。次にタイミングＨはコイル６に対して第１駆動パルスが出力されるタイミングであり、コイル６に駆動電流が流れてロータ２は図示するように右方向（逆転）に回転を開始するが、駆動パルスの形態及びロータ２の回転動作は実施例１の図４で述べたタイミングＢと同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１１１】
次に、タイミングＩは第１駆動パルスの終了後、直ちに第２駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ出力して駆動パルスＯ２、Ｏ４を論理“０”とし、駆動パルスＯ１、Ｏ３を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ａからコイル端子６ｂに向かって駆動電流が流れ、また、コイル７のコイル端子７ａからコイル端子７ｂに向かって駆動電流が流れる。この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３はＳ極に励磁され、第２ステータ磁極部４はＮ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＳ極とＮ極が打ち消し合って無励磁となる。これにより、ロータ２のＳ極は第１ステータ磁極部３のＳ極によって引き離され、また、ロータ２のＮ極は第２ステータ磁極部４のＮ極によって引き離されるので、ロータ２は更に右方向（逆転）に回転を継続する。
【０１１２】
次に、タイミングＪは第２駆動パルスの終了後、直ちに第３駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ出力して駆動パルスＯ１、Ｏ４を論理“０”とし、駆動パルスＯ２、Ｏ３を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ｂからコイル端子６ａに向かって駆動電流が流れ、また、コイル７のコイル端子７ａからコイル端子７ｂに向かって駆動電流が継続して流れる。この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４はＮ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＳ極に励磁される。これにより、ロータ２のＳ極は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４のＮ極によって両方から引き寄せられてブレーキがかかり、また、ロータ２のＮ極は第３ステータ磁極部５のＳ極に引き寄せられてブレーキがかかり、ロータ２は１ステップ（すなわち１８０度）回転したところで停止し安定する。
【０１１３】
次に、タイミングＫの期間は再び無励磁の期間であり、駆動パルスＯ１〜Ｏ４は共に論理“１”とされ、コイル６と７には駆動電流が流れず、ロータ２は停止状態が継続される。次にタイミングＬはコイル６に対して反転第１駆動パルスが出力されるタイミングであり、コイル６に反転した駆動電流が流れてロータ２は図示するように右方向（逆転）に再び回転を開始するが、駆動パルスの形態及びロータ２の回転動作は実施例１の図４で述べたタイミングＥと同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１１４】
次に、タイミングＭは反転第１駆動パルスの終了後、直ちに反転第２駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ出力して駆動パルスＯ１、Ｏ３を論理“０”とし、駆動パルスＯ２、Ｏ４を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ｂからコイル端子６ａに向かって駆動電流が流れ、また、コイル７のコイル端子７ｂからコイル端子７ａに向かって駆動電流が流れる。この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３はＮ極に励磁され、第２ステータ磁極部４はＳ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＳ極
とＮ極が打ち消し合って無励磁となる。これにより、ロータ２のＮ極は第１ステータ磁極部３のＮ極によって引き離され、また、ロータ２のＳ極は第２ステータ磁極部４のＳ極によって引き離されるので、ロータ２は更に右方向（逆転）に回転を継続する。
【０１１５】
次に、タイミングＮは反転第２駆動パルスの終了後、直ちに反転第３駆動パルスが出力されるタイミングであり、制御回路１１は駆動制御信号Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ出力して駆動パルスＯ２、Ｏ３を論理“０”とし、駆動パルスＯ１、Ｏ４を論理“１”とする。これにより、コイル６のコイル端子６ａからコイル端子６ｂに向かって駆動電流が流れ、また、コイル７のコイル端子７ｂからコイル端子７ａに向かって駆動電流が継続して流れる。この結果、二つのコイル６、コイル７は共に駆動コイルとして機能し、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４はＳ極に励磁され、第３ステータ磁極部５はＮ極に励磁される。これにより、ロータ２のＮ極は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４のＳ極によって両方から引き寄せられてブレーキがかかり、また、ロータ２のＳ極は第３ステータ磁極部５のＮ極に引き寄せられてブレーキがかかり、ロータ２は１ステップ（すなわち１８０度）回転したところで停止し安定する。
【０１１６】
以上のように、実施例２の駆動方式は、第１駆動パルス（又は反転第１駆動パルス）の後に第２駆動パルス（又は反転第２駆動パルス）が出力されることにより、ロータ２は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４によって引き離される力が働くので、ロータ２は更に回転トルクが増加する。また、第２駆動パルス（又は反転第２駆動パルス）の後に第３駆動パルス（又は反転第３駆動パルス）が出力されることにより、ロータ２は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４、及び第３ステータ磁極部５に引き寄せられてブレーキがかかり、ロータ２は１ステップ（すなわち１８０度）回転したところで停止し安定する。このように、実施例２の駆動方式によれば、第２駆動パルス（又は反転第２駆動パルス）によってロータ２の回転トルクが増加し、第３駆動パルス（又は反転第３駆動パルス）によってロータ２の引き寄せとブレーキを確実にするので、実施例１の駆動方式と比較して、駆動トルクが大きく耐衝撃性等が向上して信頼性の高い可逆ステッピングモータを提供することが出来る。
【０１１７】
尚、実施例２でのモータ駆動は、例えば、１秒に１ステップを駆動する低速駆動を前提に説明したが、１ステップの駆動周期が非常に短い高速駆動であっても同様な駆動を行うことが出来る。すなわち、実施例１の図７で説明した１ステップの駆動周期が固定である固定駆動周期方式の高速駆動動作は、第１駆動パルスの後に図８で示した第２駆動パルスと第３駆動パルスを挿入することにより、実施例２の高速駆動を実現することが出来る。また、高速駆動に於いて、実施例１で説明した可変駆動周期方式や時間制限付き可変駆動周期方式についても同様に実現することが出来ることは言うまでもない。尚、図８及び図９で示した第２駆動パルスと第３駆動パルスは、フル駆動パルスとしたがこれに限定されるものではなく、第２駆動パルス又は第３駆動パルス、もしくはその両方の駆動パルスをチョッパ駆動としても良い。
【０１１８】
また、実施例１や実施例２の可逆ステッピングモータ１の高速駆動に於いて、可逆ステッピングモータ１の始動時は、ロータ２に十分な回転トルクを与えるために第１駆動パルスと第２駆動パルス、もしくは、第１駆動パルスと第２駆動パルスと第３駆動パルスで駆動し、連続駆動時はロータ２に慣性が付いているので駆動消費電力を削減するために第１駆動パルスのみで駆動する駆動方式を採用しても良い。また、同様に実施例１や実施例２の可逆ステッピングモータ１の高速駆動に於いて、連続駆動時は第１駆動パルスのみで駆動し、ロータ２の停止時にはロータ２に十分なブレーキをかけるために第１駆動パルスと第２駆動パルス、もしくは、第１駆動パルスと第２駆動パルスと第３駆動パルスで駆動する駆動方式を採用しても良い。
【実施例３】
【０１１９】
次に図１０に基づいて本発明の実施例３としての可逆ステッピングモータの構造について説明する。尚、実施例３の可逆ステッピングモータは前述の実施例１の可逆ステッピングモータと基本構造は似ているので同一要素には同一番号を付し重複する説明は一部省略する。図１０に於いて、３０は本発明の実施例３の可逆ステッピングモータである。２はロータであり、径方向にＮ極とＳ極が着磁された円筒形磁石によって構成される。３と４は前記ロータ２を介して対向に設けられた第１ステータ磁極部と第２ステータ磁極部である。５は前記第１及び第２ステータ磁極部の間にあってロータ２に向き合って設けられた第３ステータ磁極部である。６と７は二つのコイルであり、コイル６は第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５に磁気的に結合され、コイル７は第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５に磁気的に結合される。
【０１２０】
３１、３２、３３は、各ステータ磁極部のロータ２を囲むそれぞれの分離された隙間に形成される磁気飽和部であり、磁気飽和部３１は第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４の分離された隙間に設けられ、磁気飽和部３２は第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５の分離された隙間に設けられ、磁気飽和部３３は第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５の分離された隙間に設けられる。３４は非磁性材によって成る支持板であり、該支持板３４と前記磁気飽和部３１〜３３によって互いに分離された第１、第２、及び第３のステータ磁極部とは固着手段の１つである溶接によって機械的に結合される。３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、前記支持板３４と前記第１、第２、及び第３のステータ磁極部とを結合する溶接箇所を示し、該溶接箇所３５ａ、３５ｂ、３５ｃによって第１、第２、及び第３のステータ磁極部は支持板３４を介して互いに結合され機械的強度を保つことが出来ると共に、磁気飽和部間隔を一定に保つことが可能となっている。
【０１２１】
ここで例えば、図８のタイミングＨのようにコイル７に駆動パルスが供給されてコイル端子７ａからコイル端子７ｂに駆動電流が流れるとコイル７によって磁束が発生し、第２ステータ磁極部４がＮ極、第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５がＳ極に励磁される。このとき、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４の隙間に設けられた磁気飽和部３１は、前述した如く、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４が分離されて隙間が形成されていると共に、非磁性材である支持板３４によって結合されているので磁気抵抗が極めて大きく、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４は磁気的に分離状態とされている。これにより、コイル７によって発生した磁束の大部分はこの磁気飽和部３１を通過することが出来ず、第１ステータ磁極部３と第２ステータ磁極部４には強い磁極が発生する。
【０１２２】
同様に、図８のタイミングＮのようにコイル６に駆動パルスが供給されてコイル端子６ａからコイル端子６ｂに駆動電流が流れるとコイル６によって磁束が発生し、第１ステータ磁極部３がＳ極、第３ステータ磁極部５がＮ極に励磁される。ここで、第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５の隙間に設けられた磁気飽和部３２は前記磁気飽和部３１と同じく磁気抵抗が極めて大きく、第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５は磁気的に分離状態とされている。これにより、コイル６によって発生した磁束の大部分はこの磁気飽和部３２を通過することが出来ず、第１ステータ磁極部３と第３ステータ磁極部５には強い磁極が発生する。
【０１２３】
更に、図８のタイミングＪのようにコイル７に駆動パルスが供給されてコイル端子７ａからコイル端子７ｂに駆動電流が流れるとコイル７によって磁束が発生し、第２ステータ磁極部４がＮ極、第３ステータ磁極部５がＳ極に励磁される。ここで第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５の隙間に設けられた磁気飽和部３３は磁気飽和部３２と同様に磁気抵抗が極めて大きく、第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５は磁気的に分離状態とされている。これにより、コイル７によって発生した磁束の大部分はこの磁気飽
和部３３を通過することが出来ず、第２ステータ磁極部４と第３ステータ磁極部５には強い磁極が発生する。
【０１２４】
以上のように、第１、第２，第３の各ステータ磁極部３〜５が磁気飽和部３１〜３３によって磁気的に分離されることにより、各ステータ磁極部には強い磁極が発生するので、ロータ２に対する駆動トルクが増強され、余力があって、且つ、駆動効率の良い可逆ステッピングモータを提供出来る。また、検出コイルとなるコイル６又はコイル７に発生される誘起電圧は、磁気飽和部３１〜３３によって第１、第２，第３の各ステータ磁極部間での磁束の漏れが減少するので、誘起電圧のレベルが上昇してＳ／Ｎ比が改善され、誘起電圧の検出精度が向上して信頼性の高い動的制御を実現した可逆ステッピングモータを提供出来る。尚、実施例３の可逆ステッピングモータ３０の駆動方式は、前述した実施例１及び実施例２の駆動方式をそのまま適応出来るので、駆動方式の詳細な説明は省略する。
【０１２５】
尚、本発明の実施例で提示した回路ブロック図は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更することが出来る。また、本発明の実施例で提示した各駆動パルスの波形は、これに限定されず、同様な機能を満たすものであれば、各駆動パルスの波形形態は、任意に変更して良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの構造を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例１の可逆ステッピングモータを駆動する駆動回路の回路ブロック図である。
【図３】本発明の実施例１の可逆ステッピングモータを正転させる駆動パルスのタイミングチャートとロータの回転動作を示す説明図である。
【図４】本発明の実施例１の可逆ステッピングモータを逆転させる駆動パルスのタイミングチャートとロータの回転動作を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの検出コイルに発生する誘起電圧と電圧検出回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの検出コイルに発生する誘起電圧と駆動パルスの別形態を説明するタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施例１の可逆ステッピングモータの高速駆動動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施例２の可逆ステッピングモータを正転させる駆動パルスのタイミングチャートとロータの回転動作を示す説明図である。
【図９】本発明の実施例２の可逆ステッピングモータを逆転させる駆動パルスのタイミングチャートとロータの回転動作を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例３の可逆ステッピングモータの構造を示す模式図である。
【図１１（ａ）】従来の両回転ステップモータの構造を示す模式図である。
【図１１（ｂ）】従来の両回転ステップモータの駆動回路の一例である。
【図１２】従来の両回転ステップモータに供給される駆動パルスの形態と、該駆動パルスよって駆動される両回転ステップモータの回転動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１、３０  可逆ステッピングモータ
２、１０１  ロータ
３  第１ステータ磁極部
４  第２ステータ磁極部
５  第３ステータ磁極部
６、７、１０５、１０６  コイル
６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ  コイル端子
８ａ、８ｂ、８ｃ、３１、３２、３３  磁気飽和部
１１  制御回路
１２、１３、１４、１５、２１、２５、１２１、１２２、１２３  インバータ
１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１２３ａ  Ｐ−Ｔｒ
１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ、１２３ｂ  Ｎ−Ｔｒ
１６、１７  電圧検出回路
１６ａ、１７ａ  ヒステリシス回路
１８、１９、２０、２４  ＡＮＤ回路
２２、２６  バイアス回路
２３、２７  アナログスイッチ
３４  支持板
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  溶接箇所
１０２、１０３  主磁極
１０４  副磁極
１０７、１０８、１０９、１１０  巻線端子
１２０  電子回路
Ｏ１〜Ｏ４  駆動パルス
Ｐ１〜Ｐ８  駆動制御信号
Ｐ９、Ｐ１０  検出信号
Ｐ１１  マスク信号
Ｐ１２、Ｐ１３  動的制御信号
Ｐ１４、Ｐ１６  バイアス制御信号
Ｐ１５、Ｐ１７  バイアス電圧
【図１】
2006101618.tif 000003
【図２】
2006101618.tif 000004
【図３】
2006101618.tif 000005
【図４】
2006101618.tif 000006
【図５】
2006101618.tif 000007
【図６】
2006101618.tif 000008
【図７】
2006101618.tif 000009
【図８】
2006101618.tif 000010
【図９】
2006101618.tif 000011
【図１０】
2006101618.tif 000012
【図１１（ａ）】
2006101618.tif 000013
【図１１（ｂ）】
2006101618.tif 000014
【図１２】
2006101618.tif 000015